Des scientifiques de la Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science de l'Université de Miami (UM) ont analysé les mouvements du sol mesurés par les données satellitaires du radar interférométrique à synthèse d'ouverture (InSAR) et les stations GPS pour modéliser avec précision où le magma a pénétré et comment l'afflux de magma a changé au fil du temps, ainsi que là où les failles sous les flancs se sont déplacées sans générer de séismes significatifs. Le réseau GPS est exploité par l'observatoire des volcans d'Hawaï de l'U.S. Geological Survey.

"Un séisme de magnitude 6 ou plus soulagerait la contrainte imposée par l'afflux de magma le long d'une faille subhorizontale sous le flanc ouest du volcan, " a déclaré Bhuvan Varugu, un doctorat candidat à l'UM Rosenstiel School et auteur principal de l'étude. "Ce tremblement de terre pourrait déclencher une éruption."

Les chercheurs ont découvert qu'au cours de la période 2014-2020, un total de 0,11 km3 de nouveau magma s'est introduit dans un corps magmatique en forme de digue situé sous et au sud de la caldeira du sommet, avec le bord supérieur à 2,5 à 3 kilomètres de profondeur sous le sommet. Ils ont pu déterminer qu'en 2015, le magma a commencé à s'étendre vers le sud, où l'élévation topographique est plus faible et le magma avait moins de travail à faire contre la pression topographique. Après la baisse du flux de magma en 2017, le centre d'inflation est revenu à sa position horizontale précédente de 2014-2015. De tels changements d'un corps magmatique n'ont jamais été observés auparavant.

« Au Mauna Loa, les mouvements des flancs et les éruptions sont intrinsèquement liés, ", a déclaré Varugu. "L'afflux de nouveau magma a commencé en 2014 après plus de quatre ans de mouvement vers la mer du flanc oriental, ce qui a ouvert de l'espace dans la zone du rift pour que le magma puisse s'introduire."

Les chercheurs ont également découvert qu'il y avait un mouvement non associé à un tremblement de terre le long d'une faille presque horizontale sous le flanc est, cependant, aucun mouvement n'a été détecté sous le flanc ouest. Cela a conduit les chercheurs à conclure qu'un tremblement de terre sous le flanc ouest est dû. Les mouvements le long des failles quasi horizontales sous les flancs sont des caractéristiques essentielles de la croissance à long terme des volcans.

Le volcan entrera-t-il prochainement en éruption ? "Si l'afflux de magma continue, il est probable, mais pas obligatoire, " dit Varugu. " La charge topographique est assez lourde, le magma pourrait également se propager latéralement à travers la zone du rift".

"Un tremblement de terre pourrait changer la donne, " dit Falk Amelung, professeur au département de géosciences marines de l'UM Rosenstiel School et auteur principal de l'étude. "Cela libérerait des gaz du magma comparables à secouer une bouteille de soda, générer une pression et une flottabilité supplémentaires, suffisant pour briser la roche au-dessus du magma."

Selon les chercheurs, il existe de nombreuses incertitudes. Bien que la contrainte qui a été exercée le long de la faille soit connue, la magnitude du séisme dépendra également de la taille de la zone de faille qui se rompra réellement. En outre, il n'y a pas de données satellitaires disponibles pour déterminer les mouvements avant 2002.

"C'est un problème fascinant, " dit Amelung, "Nous pouvons expliquer comment et pourquoi le corps magmatique a changé au cours des six dernières années. Nous continuerons d'observer et cela conduira éventuellement à de meilleurs modèles pour prévoir le prochain site d'éruption."

Debout à 9 kilomètres de la base sur le fond marin au sommet, Le Mauna Loa est le plus grand volcan de la Terre. Lors de l'éruption de 1950, il n'a fallu que trois heures pour que la lave atteigne la côte de Kona. Des écoulements aussi rapides ne laisseraient que très peu de temps pour évacuer les personnes sur le passage de sa lave. Une autre grande éruption du Mauna Loa s'est produite en 1984.

La combinaison de tremblements de terre et d'éruptions n'a rien d'inhabituel. L'éruption de 1950 a été précédée d'un séisme de magnitude 6,3 trois jours auparavant, et a été suivi d'un séisme de magnitude 6,9 ​​plus d'un an plus tard. L'éruption de 1984 a été précédée d'un séisme de magnitude 6,6 5 mois auparavant.

Les données satellitaires ont été acquises par les satellites italiens Cosmo-Skymed dans le cadre de l'initiative Geohazard Supersites and Natural Laboratories (GSNL) du Group on Earth Observation (GEO), une organisation faîtière internationale pour améliorer l'utilisation de l'observation de la Terre au profit de la société. Plusieurs agences spatiales mettent en commun leurs ressources satellitaires pour permettre de nouvelles études de volcans dangereux. D'autres supersites volcaniques incluent l'islandais, Volcans équatoriens et néo-zélandais ainsi que l'Etna en Italie.